Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Paliva i plasty z nežádoucího kysličníku uhličitého (před tím odčerpaného z atmosféry)

Během příštích 5 let se předpokládá významný nárůst produkce paliv, plastů, i jiných produktů na bázi kysličníku uhličitého odčerpaného z atmosféry. Jde tak o nikoliv restriktivní nýbrž aktivní přístup k řešení skleníkovému jevu.

Během příštích pěti let se předpokládá významný nárůst produkce paliv, plastů, i jiných produktů na bázi kysličníku uhličitého CO2 předtím odčerpaného z atmosféry. Jde tak o nikoliv restriktivní nýbrž aktivní přístup k řešení skleníkovému jevu. Ano, namísto zbytečné kampaně na zákaz spalovacích motorů by se měly podporovat výzkumy na konverzi kysličníku uhličitéto (vychytávaného z atmosféry) na paliva využitelná v automobilových motorech. Ta zbytečná kampaň je především dokladem úřednické nekompetence (a taky neschopnosti médií tu nekompetenci zviditelňovat).

Prvním krokem je tedy vychytávání (sekvestrace) kysličníku uhličitého CO2 ze zemské atmosféry. Takto eliminovaný CO2 může být ukládán do geologických prostor, a tam uchováván. Takto je např. koncipováno zařízení firmy Climeworks zvané Orca na Islandě pro ukládání CO2 do tamních podzemních geologických prostor. Zařízení Orca tak nabízí trvalé odstraňování části CO2 z atmosféry. Používá tuhý sorpční povrch pokrytý amino-skupinami, na kterých se CO2 zachycuje - chemisorbuje. Později je z povrchu řízeně uvolněn ohřevem na nějakých 100°C a deponován do podzemí, zatímco amino-skupiny se regenerují pro další sorpční cyklus. Takto z atmosféry eliminovaný CO2 může ovšem místo ukládání v podzemních prostorách přímo sloužit jako surovina pro navazující chemické výroby, ať už paliv nebo i plastových materiálů. Druhou surovinou pro výrobu paliv v modifikovaném (dvoustupňovém) Fischer-Tropschově procesu je (molekulární) vodík. Jedná se tedy o katalyzovanou termální chemickou výrobu. Vodík by mohl pocházet z elektrolýzy vody prováděné elektrickým proudem z jaderných elektráren, nebo ze solárních panelů či větrných elektráren. Např. by se mohly vytvořit velké plantáže solárních panelů na Sahaře a proud vést na pobřeží, kde by probíhala samotná elektrolýza (odsolené) vody.

Jiné provedení takové katalytické syntézy je ale možné i v elektrochemickém reaktoru. Tak např. výzkumníci z jihokorejského Gwangju Institute of Science and Technology navrhli  katalytický elektrochemický způsob konverze kysličníku uhličitého (v budoucnu právě vychytaného z atmosféry)  spolu s vodou na palivo 1-butanol C4H9OH, tedy CH3CH2CH2CH2OH (tedy butylalkohol, podobně jako třeba methylalkohol zdraví nebezpečný). Základem jimi použitého katalyzátoru je fosfid mědi. Vhodný výběr katalyzátoru umožňuje jak zvyšovat rychlost tvorby žádoucího produktu, tak případně i potlačovat vznik nežádoucích vedlejších sloučenin, a hledání takových katalyzátorů je nejnáročnější etapou výzkumů (jiným takovým užitečným katalyzátorem je slitina mědi a hliníku, nebo kysličníky chromu a galia). Výsledný 1-butanol může být prostě přidáván jako rozhodující složka do benzinu, aniž by bylo zapotřebí nějakých zásadních konstrukčních změn motorů. Poznamenejme, že uhlovodíková paliva stále mají oproti elektrickým bateriím tu zásadní přednost, že na jednotku váhy poskytují třicetkrát až čtyřicetkrát více energie, což je zvlášt důležité pro leteckou, ale i lodní a železniční dopravu. Celkově jde o reakci (pokud se pro jednoduchost omezíme na plynou fázi g):

4CO2(g) + 5H2O(g) = C4H9OH(g) + 6O2(g) + 599kcal/mol .

Poslední znaménko + znamená, že dotyčnou energii (přesněji entalpii ?H, ale tím to netřeba komplikovat) je třeba dodat (třeba protékajícím elektrickým proudem) - tedy endothermický proces vyznačující se kladnou reakční entalpií ?H. Pokud tuto reakci čteme zprava doleva, jde o spalování ve spalovacím motoru, a dotyčná energie se tam naopak uvolní (tedy exothermická reakce s negativní ?H).

Elektrochemicky je možné i připravovat suroviny pro plasty, počínaje rozšířeným polyethylenem. Pro proces je opět klíčový výběr katalyzátoru. I v Evropě se pracuje na elektrochemické konverzi kysličníku uhličitého a vody na dále použitelné chemické suroviny jako alkohol či ethylen. Příkladem je konsorcium SelectCO2, na kterém se podílejí akademická pracoviště z vědecky rozvinutých zemí jako Dánska, Holandska, Německa.

Při konvenčnějším termálním chemickém postupu může být z atmosféry odčerpaný CO2 používán společně s vodíkem pro produkci uhlovodíků (a tedy paliv včetně benzinu) v rámci modifikovaného (dvoustupňového) Fischer-Tropschova procesu. Na rozdíl od elektrochemických reaktorů se ale pracuje za vyšších teplot a tlaků. Nejprve je ale třeba provést konverzi CO2 na CO:

CO2 + H2 = CO + H2O

A pak už je možné v rámci Fischer-Tropschovy reakce produkovat různé uhlovodíky, kondenzovaně zapsáno třeba:

CO + 2H2 = (1/n)(CnH2n) + H2O.

A opět je zde klíčová katalýza - zase jde o katalýzu na bázi kovů (železa, kobaltu, manganu, mědi), nebo s pomocí zeolitů.

Pro obě technologie platí, že pokud je jako surovina používán CO2 předtím odčerpaný z atmosféry, zajišťuje takový postup celkově nulové uhlíkaté emise, neb z automobilových motorů do atmosféry vstupuje jen CO2, který z ní byl předtím odčerpán. V současnosti je celosvětově v provozu na 40 zařízení na vychytávání kysličníku uhličitého z atmosféry, a to s celkovou roční kapacitou více jak 45 Mt (megatun) CO2. Nadto je zatím v plánu do roku 2030 dostavět nějakých 50 nových takových vychytávacích zařízení s roční kapacitou 125 Mt CO2. [Celková antropogenická produkce skleníkových plynů za rok 2019 se v přepočtu uvádí jako 59 ± 6.6 Gt CO2-ekvivalentů.]

Foto u perexu: Vyzkumníci z jihokorejského Gwangju Institute of Science and Technology navrhli katalytický elektrochemický způsob konverze (atmosférického) kysličníku uhličitého na palivo 1-butanol (https://www.gist.ac.kr/en/html/sub06/060208.html?mode=V&no=201007).

XX. díl seriálu: 666@Sky - Je naprosto nezbytné, aby nebe bylo blankytné
[blankyt:666THz]
XXI. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=805757
XIX. díl seriálu: https://zdenekslanina.blog.idnes.cz/blog.aspx?c=803048

This work is licensed under CC BY-NC-ND 4.0

webNKP

 

 

 

 

Autor: Zdenek Slanina | čtvrtek 10.8.2023 5:22 | karma článku: 48,70 | přečteno: 2960x
  • Další články autora

Zdenek Slanina

Zajímavá teorie o příčině smrti zastupujícího protektora Reinharda Heydricha

Před časem v odborném časopise Neurology vyšel článek o možných bezprostředních příčinách smrti zastupujícího říšského protektora Reinharda Heydricha. Ten vpodstatě vylučuje teorii, že by šlo o otravu botulinovým jedem z bomby.

3.6.2024 v 5:22 | Karma: 16,01 | Přečteno: 658x | Věda

Zdenek Slanina

A zázraky se dějí i nad Atlantikem - třeba 24. srpna 2001

U letu společnosti Air Transat směřujícímu 24.8.2001 z Toronta do Lisabonu došlo ke ztrátě paliva v důsledku prasknutí palivového potrubí. Posádce se však podařilo po 20 minutách doplachtit na letiště Lajes na Azorských ostrovech.

12.5.2024 v 5:22 | Karma: 16,32 | Přečteno: 501x | Věda

Zdenek Slanina

Letadlo: Soubor součástek letících v těsné formaci (co z ní - od nedávna - občas odpadají)

Na hoření bonmot (Letadlo je soubor součástek letících v těsné formaci) jsem narazil už před lety a nyní jsem si na nej vzpomenul. Letadla Boeing totiž od začátku roku postihla už řada podivných technických závad, zatím bez obětí.

15.4.2024 v 5:22 | Karma: 17,33 | Přečteno: 560x | Věda

Zdenek Slanina

Problém co začal už Arrhenius: Kysličník uhličitý a doba ledová - a teď i sopečné aktivity

Už S. Arrhenius řešil vztah obsahu CO2 v atmosféře i k době ledové. Tehdy hlavně ukázal, že jeho navyšování v atmosféře povede k nárůstu její teploty. Nyní výzkumy z univerzity v Sydney ukazují na roli sopek v nástupu ochlazování.

26.3.2024 v 5:22 | Karma: 34,64 | Přečteno: 988x | Věda

Zdenek Slanina

Přírodní (a tedy přirozené) skleníkové jevy: Venuše a její sopečné aktivity

Na Venuši se skleníkový jev vymkl kontrole. Vysvětlení by mělo být v hojných sopečných aktivitách. Ty do atmosféry uvolnily množství skleníkových plynů. A proč se tzv. přírodní či přirozené skleníkové jevy nesměly zkoumat v Praze?

4.3.2024 v 5:22 | Karma: 40,02 | Přečteno: 857x | Věda
  • Nejčtenější

V Turecku zemřela česká zpěvačka Victoria. Zavraždil ji její vlastní manžel

14. června 2024  8:59,  aktualizováno  11:23

Česká zpěvačka Victoria byla zavražděna v Ankaře. Podle tureckého portálu Hürriyet ji zabil její...

Ruská jaderná ponorka plula u pobřeží Floridy. Fotky ukazují její poškození

19. června 2024  13:53

Ruská flotila, která navštívila Havanu, se rozdělila. Část pluje od Kuby směrem k Venezuele,...

Východem Česka prošly silné bouřky a krupobití. Nejezdí vlaky, nejde elektřina

19. června 2024  7:32,  aktualizováno  22:07

Pásmo velmi silných bouřek prošlo přes východní Čechy, Moravu a Slezsko. Bylo mezi nimi i několik...

Tři dny v práci, poté domů s majákem. Ministr Bek jel záchranářskou uličkou

19. června 2024

Premium Ministerstvo školství proplácí coby přespolnímu politikovi Mikuláši Bekovi (STAN) přes 57 tisíc...

Pravda o střelbě na fakultě. Unikátní rekonstrukce, vrah přišel ve 13:23

17. června 2024

Premium Pravda o střelbě na filozofické fakultě se vynořuje postupně a některé detaily jdou proti tvrzením,...

Východem Česka prošly silné bouřky a krupobití. Nejezdí vlaky, nejde elektřina

19. června 2024  7:32,  aktualizováno  22:07

Pásmo velmi silných bouřek prošlo přes východní Čechy, Moravu a Slezsko. Bylo mezi nimi i několik...

Vondra zesměšnil gender Kolaji. Trapárna, eklhaft, reagují Bartoš a další

19. června 2024  22:02

Lídr koalice SPOLU Alexandr Vondra, který získal křeslo v Evropském parlamentu, se na platformě X...

Putin dorazil do Vietnamu, předtím podepsal dohodu s KLDR

19. června 2024  21:31,  aktualizováno  21:55

Ruský prezident Vladimir Putin přiletěl na návštěvu do Vietnamu, kde bude do 20. června....

Počet obětí pouti do Mekky vzrostl na 900, teploty stoupaly nad 50 stupňů

19. června 2024  16:44,  aktualizováno  21:11

Při letošní velké muslimské pouti do Mekky zemřelo zhruba 900 poutníků, píše agentura AFP s...

Nejlepší tip na letní grilovačku: Bez něj se neobejdete
Nejlepší tip na letní grilovačku: Bez něj se neobejdete

Ajvar skvěle dochutí všechny grilované pokrmy. V redakci jsme vyzkoušely jemný i pálivý Ajvar, který se hodí k masu i zelenině. Jaké recepty se...

  • Počet článků 123
  • Celková karma 21,07
  • Průměrná čtenost 8098x
Z meho (nestandardniho) CV: Jiz vice jak 2, a 2, a 2x2x2, a dvacetdva roku prazdnin na PacificRim, zejmena v NW segmentu. Na takovou expedici snu vas muze vyslat treba i nase akademie ved, ta dokonce nekdy velmi rada a agilne. To kdyz kupr. bona fide opravite chyby v pracech nektereho jejiho 'cestneho' predsedy, jeho hyperinflatovane ego to psychicky neunese, a ten ethicky gigant v mladicke ci jake nerozvaznosti ....... Zbytek ale az, m.j., obcas v blogu. A varovani pro ctenare z akademy: Uz jen cetba meho subverzniho blogu muze vest ke ztrate nejen iluzi, ale i zamestnani tamtez (taky se sleduje email, jestli nekdo nepise - horribile dictu - ze ten 'cestny' predseda je obycejny prolhany totalitni karierni .....). Ze neverite - tak pojdte a poslyste. Ale budou zde i pozitivni temata, pravda jen ze svetove vedy.

Rikat pravdu o tom tristnim ceskem akademickem etickem propadu neni nejakou mou prioritou, temata ze svetove vedy jsou zajiste zajimavejsi. U tech ceskych akademickych vaudevillu jde spis jen o otravnou povinnost. A o to, aby se podle potreby neprepisovala akademicka historie. Neb proti tomu zatim neco delat muze jen malokdo. A akademicke vedeni bude zcela jiste jen dal ucelove mlzit, zuby nehty branit pravde, lhat az se budou hory jeste vice zelenat (coz se bude moct vykazovat i jako prispevek redukci globalniho oteplovani - voila, hned 2 dalsi akademicke Potemkinovy vesnice jednou ranou). Maj totiz HRUZU odklonit se od posvatneho prikazu meho OUDa [Osobniho UDavace (kr.jm.Gardener)]: Rückkehr unerwünscht! Nedavno jim to perpetualni bezostysne lhani (po 3 desetiletich) ale zkomplikovaly pameti expredsedy CSAV ak. J. Římana. V nich je to lidske selhani toho meho OUDa literarne vytribenou formou popsano i s takrikajic OUDovou navstivenkou. Holt - i akademicka ryba muze nekdy hnit od hlavy, coz zde dalo vzniknout prilezitostne reality show: hniloba@AVCR.

Seznam rubrik